JP3958425B2 - ランプ機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はランプ機構に関し、その一態様において、車両の内部照明に関し、より詳しくは、外側のレンズに一様な照明を与えるための一体的な導光体を有する車両の内部照明に関する。本発明は、別の態様において導光体に関する。本発明はさらに別の態様においてレンズおよび導光体からなる機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のオーバーヘッドコンソールでは、多くの部品が比較的小さな空間に詰め込まれており、電球に残された空間は僅かである。しかし、車両の内部アクセサリーの設計は、隣接する部品の区域ならびに光源を含む空間にまたがるレンズを含むことがある。しかし、著しく大きな明るい、または影の区域を生じることなく、一様にレンズを照明することが望ましい。この一様な外観は、レンズの一部が隣接する部品により光源から遮蔽されることがある場合には達成が困難である。
【０００３】
例えば車両内部４０の屋根３０に取り付けたハウジング１２の中に配置した透明レンズ１５の全長Ａを一様に照明する際の問題点を図１に示す。ハウジング１２は、一般的にレンズ１５の全長Ａに光線を照射する光源１６を備えている。しかし、ハウジング１２が他の車両内部部品３８と隣接した関係にあるために、ハウジング１２は、垂れ下がった壁３２および３４により形成される様な不規則な凹凸を備えている場合がある。ハウジング１２内の壁３２および３４により形成される凹凸は、光源１６から透明レンズ１５の特定部分に放射される光線の障害物となる。ハウジング１２の中にその様な障害物が形成されると、光源１６から放射される光線は、取り付けたレンズ１５上の特定の区域に届かず、レンズ１５の一様に照明される部分Ｂおよび灰色または暗くなった区域Ｃの様な不均一に照明される部分が形成される。
【０００４】
光源を含むハウジングに取り付けた透明レンズをより均一に照明するための試みがなされている。例えば、「導光体」と呼ばれることが多い細長い透明部材を光源と透明レンズの間に配置し、光源から来る光を透明レンズに沿って一様に配分する方法が公知である。この様に使用する導光体の例は、Li et alへの米国特許第５，４３４，７５４号、１９９５年７月１８日公布、およびFurudateへの米国特許第４，９１８，５７７号、１９９０年４月１７日公布、にそれぞれ記載されている。
【０００５】
Furudateの特許は、内部に不規則な凹凸を有するハウジングの中の導光体を開示しているが、そこでは透明レンズと光源の間に配置される導光体が、光源に隣接して配置される受光部および照明すべき透明レンズに隣接して配置される照明部分を含む。照明部分は、受光部から受けた光を様々な方向に反射する、幾つかの半円形または鋸歯状の溝を有する傾斜した表面を含む。導光体は光源とレンズの丁度中間に配置される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Furudateの特許を含めて先行技術は、そこに開示されている導光体の、透明レンズに十分な量の光を透過させる効率に幾何学的な限界があると考えられる。先行技術の導光体は、透明レンズを明るく照明するのに十分な量の光を集めていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、導光体の近くに配置されたレンズに大量の光を透過する、より効率的な集光器を含む導光体を提供することにより、先行技術の問題点を解決する。
【０００８】
本発明により、ランプ機構は、室および開いた前面を限定する壁を有するハウジング、ハウジング内に取り付けたランプ、ハウジングの開いた前面を覆い、ハウジング室を横方向に伸びる部分を有するレンズ、およびレンズに隣接してハウジングに取り付けた、ランプから来る光をレンズの横方向に伸びる部分に沿って配分するための導光体を含む。導光体は、光分配部分および集光部分を有する。光分配部分は、レンズの横方向に伸びる部分に沿って伸び、集光部分は、ハウジング室の中に、ランプと室壁の間に伸び、ランプから集光し、集めた光を導光体の光分配部分の中に、それに沿って透過させる。
【０００９】
導光体の光分配部分は、レンズから離れた方の表面に沿って鋸歯状の溝を備え、光を集光部分からレンズに向けて送る。さらに、導光体の集光部分は、光分配部分に対して実質的に直角に伸びている。導光体の集光部分は、ランプに面した放物面状の集光表面を備えている。さらに、導光体は、集光部分と光分配部分の間でレンズに向かって伸びるフランジを有し、レンズは、レンズに対する導光体の位置決めのために導光体のフランジを受入れる溝を有する。
【００１０】
さらに本発明により、導光体は集光脚部および光分配脚部により形成されるＬ字形の本体を含む。集光脚部は、隣接する光源から来る光を導光体の光分配脚部に伝送する様に設計されている。
【００１１】
導光体の光分配脚部は、反射表面および透過表面を有する。光分配脚部の反射表面は、光分配脚部を通過する光を反射表面に向けるための複数の鋸歯状の溝を有する。導光体の集光脚部は、光透過脚部に対して実質的に直角に伸びている。導光体はさらに、その集光脚部と光透過脚部の間に外方向に伸びるフランジを有する。
【００１２】
本発明によりさらに、導光体およびレンズの機構は、集光脚部および光分配脚部により限定されるＬ字形の本体を含む。レンズは、導光体の光分配脚部の下側表面に突き合わせになっているパネルを含み、隣接する光源から来る光を導光体の光分配脚部に伝送し、さらに光をレンズのパネルに伝送する。
【００１３】
一実施態様では、導光体の光分配脚部が反射表面および透過表面を有する。光分配脚部の反射表面は、光分配脚部を通過する光を反射表面に向けるための複数の鋸歯状の溝を有する。導光体の集光脚部は、光透過脚部に対して実質的に直角に伸びている。導光体の集光脚部は、一実施態様において、放物面状の集光表面を有する。導光体は好ましくは、導光体の集光脚部と光透過脚部の間に外方向に伸びるフランジを有し、レンズは、レンズに対する導光体の位置決めのために導光体のフランジを受入れる溝を有する。
【００１４】
【実施例】
ここで図２に関して、車両内部４０は、一般的に車両の屋根３０の中に配置されたハウジング１２、レンズ１４、光源１６、および導光体１８を含む光機構を含む。
【００１５】
ハウジング１２は、一般的に硬質プラスチック材料からなり、第一縁部２２および第二縁部２４を有する水平な屋根部分を含む。垂直壁２６は、屋根２０の第一縁部２２から下方に、車両内部４０の屋根３０まで伸びており、その下端に、横方向に伸びるフランジ２８をさらに含む。垂直壁３２は、屋根２０の第二縁部２４から下方に、屋根３０の内側表面の面から僅かに上の位置まで伸びており、縦方向に伸びる水平壁３４をさらに含み、その水平壁は下方に伸びるフランジ３６まで続いている。垂直壁３２および水平壁３４はハウジング１２の上部の中に実質的に平行六面体の窪みを形成するので、サンルーフモーターまたはムーンルーフモーターの様な、全体的に３８で示す隣接部品を小型に設計してハウジング１２に隣接させながら、なお、レンズ１４を支持する、より長いハウジング１２が可能になり、その結果、車両内部４０を照明するためのより大きな表面が得られる。一対の反射体８４を光源１６の上に取り付け、光源１６から来る光を下方に反射する。
【００１６】
レンズ１４は、外側表面４２および内側表面４４を有する半透明部品である。レンズ１４の外側表面４２は、第一および第二の丸くなった末端４８および５０を有する縦方向の平らな部分４６を含む。レンズ１４の内側表面４４は、レンズ１４の第一の丸くなった末端４８から内側に伸び、上方向に伸びる丸くなったフランジ５４で終わる縦方向の平らな部分５２を含む。フランジ５４の反対側の壁５６は下方に、丸くなった溝５８の中に伸び、その溝はさらに６０で、ある角度で上向きに伸び、さらに下向きにテーパーのついた部分６２につながり、そのテーパー部分は、レンズ１４の第二の丸くなった末端５０の内側の上向きに丸くなった表面６４で終わっている。壁５６、溝５８、角度のついた壁６０、テーパーのついた壁６２および内側の丸くなった表面６４が、合同で、導光体１８の座６６を形成している。レンズ１４の内側表面４４は、第一および第二の目標光学系４７および４９をさらに含むことができる。第一目標光学系４７は第一の丸くなった末端４８の近くに配置されているのに対し、第二目標光学系４９は平らな部分５２の縦方向の中間点の近くに配置されている。目標光学系４７および４９はそれぞれ、レンズ１４の外側表面４２に強く照明された区域を与える様に設計された、円形、長円形または長方形の簡単なレンズを含むので、目標光学系４７および４９は、地図や本を読む時の照明として使用できる。
【００１７】
導光体１８は、透明なポリカーボネート材料で形成された半透明の部品であり、垂直の集光脚部６８、水平の光分配脚部７２および基底部７０を有する。垂直脚部６８は、下方に湾曲して基底部７０の中に伸びる放物面状の集光表面７４を含み、基底部は下方に伸びる丸くなったフランジ７６を含む。放物面状の集光表面７４は、中心が光源１６にある曲率半径を有するので、光源から来る光線は垂直脚部６０で集められ、垂直脚部７２に沿って伝達される。水平脚部７２は、レンズ１４の平らな表面に対して鋭角で、基底部７０から下方に、縦方向に伸びている。水平脚部７２は、平らな下側表面７８および複数の鋸歯状の溝８１を含む上側表面８０を有し、これらの溝は、表面７８から反射された光線を下方に、脚部７２に沿って、脚部７２の遠い末端にある内側の丸くなった表面６４に向かって反射する様に設計されている。基底部７０の外側表面、丸くなったフランジ７６および平らな下側表面７８が導光体１８の下側８２を形成する。図４に示す様に、鋸歯状の溝は、一連の傾斜壁８８およびそれに対して約６０°の角度をなす実質的に垂直な壁９０から形成されている。壁９０およびレンズ１４の下側表面の面の間の角度βは約９０°である。レンズ１４の下側表面の面に対する傾斜壁８８の角度γは約３０°である。レンズ１４の下側表面の面に対する下側表面７８の角度は約５°である。これらの角度の関係は、内部の障害物の性質および障害物とその下のレンズの距離に応じて広い範囲内で変えることができる。導光体１８は、光源１６から放射された光線を集め、それらの光線を、外側の半透明レンズ１４の、障害物があるために光源１６から直接照明されない区域に送る。導光体１８の表面は、所望により、外部半透明レンズ１４の他の区域を照明するのに使用されない、使用可能なすべての光を効率的に集め、この光をレンズ１４の非照明区域に向け、この光を捕獲して一様に照明されたレンズ１４の外観を与えることができる。導光体１８の様々な光学的特性、例えば反射の臨界角、フレネル反射、集めた光線の吸収および透過、を考慮に入れて導光体１８の光伝播能力を最適化することができる。
【００１８】
組立の際、ハウジング１２の屋根部分２０の内側表面に複数の放物面状反射体８４を備え、光源１６から放射された光線の下向きの強度を増加させる。光源１６は、ハウジング１２の内壁に沿って配置したソケットの中に設置するのが一般的である。導光体１８の下側８２は、レンズ１４の内側表面４４上の座６６と噛み合う様に接触しているので、丸くなったフランジ７６が溝５８の中に座り、水平脚部７２がテーパーの付いた壁６２の上に載る。次いでレンズ１４の上向きに丸くなった末端４８および５０をハウジング１２のフランジ２８および３６の中にはめ込み、車両の内部照明機構１０を完成させることができる。
【００１９】
使用する際、光源１６を点灯すると、導光体１８の放物面状の集光表面７４が、光源１６から放射された、通常はハウジング１２の垂直壁３２により吸収されるか、または反射されてしまう光線を集める。図３に示す光線８６、８７は、導光体１８の光学的特性により、基底部７０に、続いて水平脚部７２に送られる。光線８６、８７の様な集められた光線が基底部７０を通り、水平脚部７２に伝達されると、その光線は平らな下側表面７８から上向きに反射され、光線が上側表面８０の鋸歯状の溝８１に当たると下向きに再反射される。図４に示す様に、実質的に垂直な壁９０に当たる光線は傾斜壁８８に反射され、次いで下方にレンズを通して反射される。こうして、光は水平脚部７２の長さを通して縦方向に伝播され、レンズ１４を通して下方に送られる。導光体は、上記の様に傾斜壁８８により下方に反射された光線が脚部７２の長さに沿って実質的に一様になる様に形成されている。導光体は、レンズ１４の導光体１８により照明される部分が、レンズ１４の光源１６により直接照明される部分と等しい量に照明される様に、十分な量の光をレンズ１４に伝達する様に光学的に形成することができる。
【００２０】
本発明の特定の実施態様を示したが、無論、当業者は、特に上記の開示を考慮して、修正を行なうことができるので、本発明はこの実施態様に限定されるものではない。本発明の精神から離れることなく、本発明の上記の開示範囲内で妥当な変形および修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 先行技術を例示する、車両内部照明ハウジングの断面図である。
【図２】 本発明の一体的な導光体を有する車両内部照明機構の断面図である。
【図３】 図２に示す導光体の側方断面図である。
【図４】 図３に示す導光体の一部の拡大図である。

Claims (10)

1. ランプ機構であって、
   （ａ）室および前面開口部の一部を形成する、屋根部分および第１、第２の壁を少なくとも有するハウジングと、
   （ｂ）ハウジングの室内に取り付けられたランプと、
   （ｃ）前記ハウジングの下側開口部を覆うレンズであって、外側表面と、前記第２の壁を越えて横方向に延在しながら下向きに傾斜したテーパー部分を有する内側表面とを備えたレンズと、
   （ｄ）レンズ上に位置決めされ、取り付けられるとともに、前記ランプから来る光を前記テーパー部分に沿って分配するための導光体とを備え、当該導光体は光分配部分および集光部分を有し、前記光分配部分および前記集光部分は概ね平坦であって互いに略直角をなして延在し、
   前記光分配部分は、レンズの前記テーパー部分に沿って延在および接触し、前記集光部分は、レンズの前記内側表面に略垂直であるとともに、前記室の中において前記ランプと前記第２の壁の間に設けられ、ランプからの光を集めるとともに導光体の光分配部分に伝送することを特徴とするランプ機構。
2. 前記光分配部分が、レンズから離れた側の面に形成された鋸歯状の溝を備え、光を集光部分からレンズに向けて送ることを特徴とする請求項１のランプ機構。
3. 前記集光部分が、光分配部分に対して略直角に延在していることを特徴とする請求項２のランプ機構。
4. 前記集光部分が、ランプに対向した放物面状の集光表面を有する請求項３のランプ機構。
5. 前記導光体が、集光部分と光分配部分の間に配設された丸いフランジを有し、前記レンズが、レンズに対する導光体の位置決めのために動光体の前記丸いフランジを受入れる丸い凹部を有する請求項３のランプ機構。
6. 前記集光部分が、光分配部分に対して略直角に延在していることを特徴とする請求項１のランプ機構。
7. 前記集光部分が、ランプに対向した放物面状の集光表面を有することを特徴とする請求項１のランプ機構。
8. 前記導光体が、集光部分と光分配部分の間に配設された丸いフランジを有し、前記レンズが、レンズに対する導光体の位置決めのために導光体の前記丸いフランジを受入れる丸い凹部を有することを特徴とする請求項１のランプ機構。
9. 前記レンズが、前記集光部分の一部に沿って延在するフランジを有し、当該フランジが前記ランプに対向した湾曲面と、前記導光体の丸いフランジの近傍の対向面とを有する請求項８に記載のランプ機構。
10. 前記レンズの一部が、強い照射領域を提供するためのレンズを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ機構。

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